V anorganickej chémii existuje veľa kyselín obsahujúcich fosfor. Kyselina fosforečná ( V ), tiež nazývaná kyselina ortofosforečná a má štruktúrny vzorec H3P04 , je charakteristickou zlúčeninou s veľmi širokým priemyselným využitím. Je však bezpečné ho používať?
Odkiaľ pochádza kyselina fosforečná?
Existujú dva základné spôsoby získavania kyseliny fosforečnej . Prvá, takzvaná mokrá metóda, využíva fosforečnan vápenatý prirodzene prítomný v horninách vo forme minerálov, ako sú apatity a fosfority. Po spracovaní kyselinou sírovou sa premenia na ľahko filtrovateľný síran vápenatý a kyselinu fosforečnú (V) priemyselnej kvality. Voliteľne sa kyselina potravinárskej a chemickej kvality vyrába aj izoláciou čistého fosforu v elektrickej oblúkovej peci a jeho následnou premenou na dekatoxid tetrafosforečný. Na zlúčeninu sa potom pôsobí horúcou vodou, výsledkom čoho je čistá, vysoko kvalitná kyselina fosforečná (V).
Vlastnosti kyseliny fosforečnej (V)
Čistá kyselina fosforečná je kryštalická tuhá látka bez farby alebo zápachu. Je vysoko rozpustný vo vode, tvorí priehľadný roztok, ktorý je vo vysokých koncentráciách vysoko žieravý. Roztoky vo vyšších koncentráciách majú veľmi nízke pH, a preto sú ideálne na okyslenie. Zlúčenina má korozívne vlastnosti a reaguje s aktívnymi kovmi, ako je hliník a železo, pričom sa uvoľňuje vodík. Navyše je hygroskopický, takže efektívne absorbuje vodu zo svojho okolia. Pri 42,35 °C sa kryštály kyseliny fosforečnej topia. Teplota varu je 212°C pri normálnom atmosférickom tlaku.
Hnojivá – hlavná aplikácia kyseliny fosforečnej
Kyselina fosforečná (V) sa používa predovšetkým pri výrobe minerálnych hnojív. Tieto látky, ktoré sa vo veľkej miere využívajú v poľnohospodárstve, sú navrhnuté tak, aby plodinám poskytli ideálne pomery prvkov potrebných pre rast, najmä dusíka, fosforu a draslíka. Kľúčovými fosfátovými hnojivami sú najmä superfosfáty s vysokou úrovňou biologickej dostupnosti. Žiaľ, vysoká spotreba fosfátových hnojív má za následok uvoľňovanie veľkého množstva fosforu do životného prostredia. To má za následok eutrofizáciu vodných plôch, čo ďalej vedie k vážnemu narušeniu biologickej rovnováhy.
Ďalšie príklady použitia kyseliny fosforečnej
Až 90 %celosvetovej produkcie kyseliny fosforečnej sa využíva na výrobu umelých hnojív . Zvyšok sa používa predovšetkým v potravinárskom priemysle. Ako potravinárska prídavná látka E338 pôsobí kyselina fosforečná (V) ako regulátor kyslosti a je prítomná v mnohých obľúbených sýtených nápojoch – okrem iného je zodpovedná za charakteristickú chuť Coca-Coly. E338 je tiež inhibítorom rastu baktérií a plesní, čo zvyšuje bezpečnosť potravinárskych výrobkov (napr. džemov) a predlžuje ich trvanlivosť. Soli kyseliny fosforečnej regulujú nielen kyslosť, ale aj upravujú mliečne bielkoviny, a preto sa využívajú pri výrobe mliečnych výrobkov. Ďalšie aplikácie kyseliny fosforečnej zahŕňajú:
- chemický a farmaceutický priemysel,
- výroba ochranných náterov na báze fosfátov, ktoré dodávajú kovom antikorózne vlastnosti,
- stomatológia a ortodoncia (zlúčenina sa používa na leptanie povrchu zubov),
- výroba palivových článkov,
- dezinfekcia mliekarenských a pivovarníckych závodov,
- odstránenie hrdze z kovových častí.
Okrem toho sa soli kyseliny fosforečnej používajú aj v laboratórnych prácach, pri výrobe mydla a detergentov a pri čistení vody. V ponuke skupiny PCC je dostupný široký sortiment produktov na báze organofosforových zlúčenín odvodených aj od kyseliny fosforečnej (V). Dostupné produkty ako fosfonáty alebo fosfáty nájdete v Katalógu produktového portálu.
Je kyselina fosforečná nebezpečná?
V ľudskom tele je obmedzené množstvo kyseliny fosforečnej a jej solí. Sú zodpovedné za správne pH telesných tekutín, ale aj za stavbu nukleových kyselín a nosičov molekulárnej energie – ATP a ADP. Zlúčenina je prítomná aj v zuboch a kostiach. Na druhej strane nadmerné množstvo kyseliny fosforečnej (V) môže byť zdraviu škodlivé. Hlavným nebezpečenstvom je samozrejme kontakt s vysoko koncentrovaným roztokom H 3 PO 4 . Táto vysoko žieravá zlúčenina pri kontakte s pokožkou a sliznicami spôsobuje chemické popáleniny. Jeho konzumácia vedie k silnému podráždeniu tráviaceho systému, zvracaniu, krvavým hnačkám, dýchacím ťažkostiam až kŕčom a smrti. Žiaľ, aj ako potravinová prísada má E338 vo vysokých dávkach nepriaznivé zdravotné účinky. Podľa vedcov môže príliš veľa fosforu viesť k vzniku obličkových kameňov a osteoporóze. Narúša tiež vstrebávanie mnohých cenných minerálov a spôsobuje eróziu skloviny na zuboch.
- https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Phosphoric-Acid
- https://www.britannica.com/science/phosphoric-acid
- https://www.chemie.de/lexikon/Phosphors%C3%A4ure.html